Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Wu Zhengyan dell'Istituto di scienze fisiche di Hefei, Accademia cinese delle scienze, in collaborazione con l'Università medica di Binzhou, ha progettato con successo una nanostruttura che migliora il rilevamento e il trattamento dei tumori.
Il loro lavoro, recentemente pubblicato su Small , si concentra sulla creazione di un metodo altamente specifico per la diagnosi e il trattamento dei tumori utilizzando una combinazione di risonanza magnetica e attività enzimatica.
"Alcune reazioni chimiche chiamate reazione di tipo Fenton mediata da ioni metallici possono aumentare rapidamente i livelli di specie reattive dannose dell'ossigeno e rallentare la crescita del tumore", ha affermato il prof. Wu, "e gli enzimi costituiti da rame, che hanno un'elevata attività catalitica e rispondono bene all'ambiente tumorale, non sono molto stabili."
Pertanto, lo sviluppo di un agente nano-teranostico core-shell sensibile al microambiente tumorale consente la diagnosi precoce del tumore e il monitoraggio dell'efficacia del trattamento e protegge i nanoenzimi a base di rame dalla disattivazione dovuta all'impedimento sterico.
Per affrontare questo problema, il gruppo di ricerca ha sviluppato un nanoenzima specializzato chiamato CuMnO@Fe3 O4 (CMF) con una struttura core-shell che risponde al microambiente tumorale. Hanno quindi attaccato i ligandi target del PDGFB alla superficie del CMF, creando un nanoenzima specifico per i tumori noto come PCMF.
Il design core-shell del PCMF previene l'interferenza dei gruppi tiolici presenti nelle grandi molecole durante la circolazione nel flusso sanguigno. Ciò promuove l'attività antitumorale del PCMF.
Il PCMF mostra capacità di imaging a doppio contrasto sia T1 che T2 quando attivato da acido debole e glutatione. Ciò significa che può fornire un contrasto di imaging migliorato per la diagnosi dei tumori.
Inoltre, il PCMF si degrada nel microambiente tumorale, rilasciando ioni metallici e ossido di ferro ultra-piccolo. Questo processo consuma glutatione, accelera le reazioni Fenton e simili a Fenton, aumenta i livelli di specie reattive dell'ossigeno intracellulari e induce apoptosi e ferroptosi nelle cellule tumorali.
Il PCMF possiede anche capacità di conversione fototermica e quindi può essere utilizzato per la terapia combinata fototermica e nanocatalitica, migliorando l'attività antitumorale.
Secondo il team, questo lavoro fornisce spunti per ottenere diagnosi terapeutiche specifiche per il tumore altamente sensibili.
Ulteriori informazioni: Wenteng Xie et al, Nanostruttura attivata dal microambiente tumorale per migliorare la capacità di risonanza magnetica e l'attività dei nanozimi per la terapia teranostica multimodale altamente specifica per il tumore, Piccolo (2023). DOI:10.1002/piccolo.202306446
Informazioni sul giornale: Piccolo
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
